Anionos felületaktív anyagok MBAS-vizsgálata

Az MBAS-vizsgálat azokat az anyagokat méri, amelyek egy meghatározott extrakciós eljárás során kölcsönhatásba lépnek a metilénkékkel. A laboratóriumok a vízben található anionos felületaktív anyagok mennyiségének becslésére használják. Csoportszintű mérési eredményt ad, nem pedig a mintában található minden egyes detergensmolekula azonosítását.

Ez a különbség fontos, amikor egy vizsgálati jelentésben „anionos felületaktív anyagok MBAS-ként” szerepel. Az eredmény alkalmas lehet kezelési folyamatok összehasonlítására anélkül, hogy megállapítaná, melyik felületaktív anyag van jelen. Az eredmény a mintamátrix változása miatt is módosulhat, még akkor is, ha a célként vizsgált felületaktív anyag koncentrációja nem változott.

Mit mér a kék jel?

Az MBAS jelentése: metilénkék-aktív anyagok. A metilénkék pozitív töltésű festék. A megfelelő negatív töltésű anyagok hozzá kapcsolódva olyan ionpárokat képeznek, amelyek átjuthatnak egy szerves oldószerbe. A laboratórium ebben az oldószerben méri a kék színt, nem egyszerűen az eredeti víz színét olvassa le.

A korábbi EPA 425.1 módszer leírása ismerteti ezt az extrakciós elvet, és kifejezetten kimondja, hogy a vizsgálat nem képes megkülönböztetni a rokon felületaktívanyag-típusokat és izomereket. Alkalmazási köre kiterjed az ivóvízre, a felszíni vízre, valamint a kommunális és ipari szennyvizekre, de kizárja a sós vizeket. Ezek az alkalmazási megállapítások erre a módszerre vonatkoznak; nem szabad őket automatikusan minden kereskedelmi felületaktívanyag-vizsgálatra kiterjeszteni.

Az eredmény a kalibráláshoz használt anyagtól függ. Ha a laboratórium lineáris alkilbenzol-szulfonáttal, azaz LAS-szal kalibrál, a „mg/L LAS-ként” megadás ezen a referenciaskálán fejezi ki a mért választ. Ez nem bizonyítja, hogy minden, a mérésben választ adó anyag LAS. Különböző laboratóriumok eredményeinek összehasonlításakor mindig kérdezzen rá a kalibrálóanyagra és az eredmény megadásának alapjára.

Melyik módszerre hivatkozzon a laboratórium?

Az Egyesült Államok Clean Water Act törvénye szerinti vizsgálatokhoz a 40 CFR 136.3 aktuális módszertáblázata a Standard Methods 5540 C-2021 és az ASTM D2330-20 módszert sorolja fel a felületaktív anyagok metilénkék-kolorimetriás mérésére. A megfelelőség igazolására szolgáló elemzés megrendelése előtt ellenőrizze a vonatkozó engedélyt és a laboratórium jogosultsági körét.

Az EPA 425.1 továbbra is hasznos történeti dokumentáció, de a régi jóváhagyási nyilatkozata nem helyettesíti az aktuális táblázat ellenőrzését. Az „MBAS-módszer” önmagában nem teljes módszerhivatkozás: a jelentésben szerepeljen a módszer száma és változata is.

Különböztesse meg az MBAS-vizsgálatot más kolorimetriás felületaktívanyag-vizsgálatoktól is. Például a Hach a 8028 módszert kristályibolyás módszerként azonosítja. A hasonló mintatípusok vagy eredményközlési egységek nem teszik felcserélhetővé a két extrakciós eljárás kémiáját.

A vizsgálat munkafolyamata: hol kap szerepet az egyes döntés?

A National Environmental Methods Index 5540 C módszerről szóló összefoglalója savas vizes mintából végzett három kloroformos extrakciót, vizes visszamosást és 652 nm-en végzett mérést ír le. Az alábbi munkafolyamat ezeknek a műveleteknek a célját ismerteti. A reagensek mennyiségét és az elfogadási kritériumokat a laboratórium szabályozott eljárásából kell átvenni.

Szakasz	Mi történik?	Mit kell rögzíteni vagy ellenőrizni?
1. A minta meghatározása	A mintavételi pont és a szükséges mintafrakció kiválasztása.	A víz típusa, a mintavétel időpontja, a látható szilárd anyagok és az esetleges előkezelés.
2. A referencia kialakítása	Az előírt standardok és vakminták elkészítése.	A kalibrálóanyag azonossága, a koncentráció megadásának alapja és a munkatartomány.
3. Az ionpárok extrakciója	Az előkészített minta érintkeztetése metilénkékkel és kloroformmal az előírt extrakciós sorrend szerint.	A megfelelő fázis kinyerése és az esetleges elválasztási nehézségek.
4. Mosás és mérés	Az extraktum visszamosása és abszorbanciájának mérése az előírt hullámhosszon.	A mosás teljessége, az optikai küvetta állapota és a műszer válasza.
5. Az eredmény minősítése	A kalibrációs és hígítási számítások elvégzése, majd a minőségellenőrzési eredmények értékelése.	Az eredményközlési határ, a mértékegységek, a hígítási tényező és a mátrix miatti korlátozások.

A végső számérték csak annyira értelmezhető, amennyire ezek a feljegyzések lehetővé teszik. Egy megfelelően viselkedő kalibrációs görbe megállapítja a műszer standardokra adott válaszát. Önmagában azonban nem bizonyítja, hogy egy ipari szennyvíz ugyanúgy viselkedik, mint ezek a standardok.

A zavaró hatások növelhetik vagy csökkenthetik az eredményt

A zavaró hatás kémiai és optikai is lehet. Egyes további anyagok festéket vihetnek az extraktumba, míg mások megakadályozhatják, hogy a célanyag ezt megtegye. Az EPA módszerismertetője több, a mérésben választ adó szerves csoportot és szervetlen iont azonosít. A NEMI összefoglalója a versengő kationokat és a részecskéken történő adszorpciót is ismerteti.

Zavaró anyag vagy körülmény	Lehetséges hatás	Az értelmezés ellenőrzése
Egyéb extrahálható, metilénkék-aktív vegyületek	A felületaktív anyagnak tulajdonított többletjel	Ne tulajdonítsa a teljes választ egy megnevezett összetevőnek.
Nitrát vagy klorid	Pozitív torzítás az erre érzékeny eljárásokban	Ellenőrizze a mátrix összetételét és az előírt mosást.
Kationos felületaktív anyagok vagy aminok	Csökkent válasz a versengő ionpárképződés miatt	Vizsgálja meg a kevert összetételeket és az adalékolt anyag gyenge visszanyerését.
Lebegő részecskék	Csökkent válasz a vizes fázisban az adszorpció miatt	Dokumentálja, hogy voltak-e jelen szilárd anyagok, illetve eltávolították-e őket.
Hab vagy adszorpció a mintatartály falán	A kivett részlet már nem reprezentálja az eredeti teljes mintát	Tekintse át a mintavételt, a keverést és a részmintavételt.

Különösen hasznos példát szolgáltat a USGS korábbi MBAS-eljárásának vizsgálata. A nitrátot tartalmazó, de más MBAS-anyagot nem tartalmazó minőségellenőrzési minták pozitív választ adtak. A vizsgálatot végző szakemberek megerősítették a nitrát és a klorid zavaró hatását, és egy oldószermosási lépést tartalmazó módszert vezettek be. Figyelmeztettek arra, hogy az MBAS és a nitrát közötti látszólagos korreláció magát az analitikai zavaró hatást is tükrözheti.

Ez egy korábbi, eljárásspecifikus megállapítás, nem pedig annak bizonyítéka, hogy minden mai MBAS-eredmény torzított. Gyakorlati tanulsága az, hogy mielőtt egy korrelációt környezeti folyamattal magyaráznánk, meg kell vizsgálni, nem a mérési eljáráson belül keletkezett-e.

A mintakezelés legyen a mérés része

A felületaktív anyagok a határfelületeken dúsulnak fel. A NEMI útmutatója figyelmeztet arra, hogy a hab csökkentheti az alatta lévő folyadék felületaktívanyag-tartalmát, és hogy alacsony koncentrációknál a mintatartály falán történő adszorpció is jelentős lehet. Ne távolítsa el a habot azt feltételezve, hogy a megmaradó folyadék egyenértékű a levett mintával.

Az idézett egyesült államokbeli szabályozási környezetben a 40 CFR 136.3 II. táblázata a felületaktívanyag-vizsgálathoz vett minták 6 °C-ra vagy az alá történő hűtését és legfeljebb 48 órás tárolási időt ír elő, a lábjegyzetekben foglaltak figyelembevételével. A mintavétel előtt gondoskodjon a palackokról, a szállításról és a laboratóriumi átvételről. A helyesen elvégzett extrakció nem tudja pótolni a mintavétel vagy tárolás során elveszett anyagot.

A számérték felhasználása előtt tekintse át a minőségellenőrzési eredményeket

A 40 CFR 136.7 minőségellenőrzési előírásai olyan ellenőrzéseket sorolnak fel, mint a vakminták, a kalibráció ellenőrzése, a laboratóriumi kontrollminták, a mátrixadalékolások és a párhuzamos minták. Ezek szerepe eltérő. A vakminta a szennyeződést ellenőrzi; a mátrixadalékolás azt vizsgálja, hogy a hozzáadott referenciaanyag visszanyerhető-e az adott mintából; a párhuzamos minta az ismételhetőséget értékeli.

Vegyünk egy szemléltető folyamat-összehasonlítást: a bemenetnél 1.0 mg/L LAS-ként, a kimenetnél pedig 0.2 mg/L LAS-ként megadott eredményt kapunk. A számítás 80%-os csökkenést mutat a jelentett MBAS-koncentrációban. Mielőtt ezt 80%-os felületaktívanyag-eltávolításnak nevezné, ellenőrizze, hogy a minták összehasonlítható folyamatkörülményeket reprezentálnak-e, azonos-e az eredmény megadásának alapja, és elfogadhatók-e a minőségellenőrzési eredmények. A koncentráció csökkenése önmagában nem bizonyítja a kibocsátott anyagtömeg 80%-os csökkenését sem, ha a víz térfogatárama megváltozott.

Az eredményközlési határ alatti eredmény azt jelenti, hogy a laboratórium a megadott szint alatt nem tudja megbízhatóan számszerűsíteni az MBAS mennyiségét. Ez nem bizonyítja, hogy a minta nem tartalmaz felületaktív anyagokat, vagy hogy minden vízminőségi követelménynek megfelel.

A módszerválasztáshoz induljon ki a metilénkék analitikai vizsgálatokban való alkalmazásáról szóló útmutatóból. A laboratóriumi előkészítéshez használja a vonatkozó vegyszerkezelési és laboratóriumi biztonsági útmutatót. Ha a döntés egy adott felületaktív anyag azonosítását igényli az összesített festékválasz mérése helyett, kérjen az adott kémiai komponensre specifikus analitikai módszert.